数据结构课程设计模板结构设计说明.docx
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数据结构课程设计模板结构设计说明
数据结构课程设计模板结构设计
1.课程设计概述
共完成4个题目:
1.一元稀疏多项式计算器
2.成绩分析问题
3.背包问题
4.八皇后问题
编程语言:
VC6.0
运行环境:
Windows8.0
二.一元稀疏多项式计算器
问题描述:
1.1输入并建立多项式;
1.2输出多项式,输出形式为整数序列:
n,c1,e1,c2,e2,………cn,en,其中n是多项式的项数,ci和ei分别是第i项的系数和指数,序列按指数降序排列;
1.3多项式a和b相加,建立多项式a+b;
1.4多项式a和b相减,建立多项式a-b。
1.5多项式a和b相乘,建立乘积多项式ab。
需求分析:
2.1定义线性表的动态分配顺序存储结构;
2.2建立多项式存储结构,定义指针*next
2.3利用链表实现队列的构造。
每次输入一项的系数和指数,可以输出构造的一元多项式
2.4演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终站上显示“提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的运行命令;最后根据相应的输入数据(滤去输入中的非法字符)建立的多项式以及多项式相加的运行结果在屏幕上显示。
多项式显示的格式为:
c1x^e1+c2x^e2+…+cnx^en
设计思路:
要解决多项式相加,必须要有多项式,所以必须首先建立两个多项式,在这里采用链表的方式存储链表,所以我将结点结构体定义为
序数coef
指数expn
指针域next
运用尾插法建立两条单链表,以单链表polynp和polynh分别表示两个一元多项式a和b,a+b的求和运算等同于单链表的插入问题(将单链表polynp中的结点插入到单链表polynh中),因此“和多项式”中的结点无须另生成。
为了实现处理,设p、q分别指向单链表polya和polyb的当前项,比较p、q结点的指数项,由此得到下列运算规则:
①若p->expn
②若p->expn=q->expn,则将两个结点中的系数相加,当和不为0时修改结点p的系数。
③若p->expn>q->expn,则结点q所指的结点应是“和多项式”中的一项,将结点q插入在结点p之前,且令指针q在原来的链表上后移。
4、数据测试
(1)、(2x+5x^8-3.1x^11)+(7-5x^8+11x^9)=(-3.1x^11+11x^9+2x+7);
(2)、(2x+5x^8-3.1x^11)-(7-5x^8+11x^9)=-3.1x^11-11x^9+10x^8+12x-7;
(3)(2x+5x^8-3.1x^11)*(7-5x^8+11x^9)=34.1x^20+15.5x^19+55x^17-25x^16-21.7x^11+22x^10-10x^9+35x^8+14x
概要设计
1.元素类型、结点类型和指针类型:
typedefstructPolynomial{
floatcoef;//系数
intexpn;//指数
structPolynomial*next;
}*Polyn,Polynomial;
2、建立一个头指针为head、项数为m的一元多项式,建立新结点以接收数据,调用Insert函数插入结点:
PolynCreatePolyn(Polynhead,intm){
inti;
Polynp;
p=head=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial));
head->next=NULL;
for(i=0;i { p=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial)); printf("请输入第%d项的系数与指数: ",i+1); scanf("%f%d",&p->coef,&p->expn); Insert(p,head); } returnhead; } 3、主函数和其他函数: voidmain() { intm,n,a,x; charflag; Polynpa=0,pb=0,pc; } 数据结构: 带头结点单链表抽象数据类型的结点结构定义如下: typedefstructPolynode//多项式结点 { intcoef;//系数 intexp;//指数 Polynode*next; }Polynode,*Polylist; 模块划分: (1)带头结点的多项式的建立函数PolylistPolycreate() (2)带头结点的多项式的降幂输出函数voidprintf(Polylistpoly) (3)带头结点的多项式的相加函数PolylistPolyadd(Polylista,Polylistb) (4)带头结点的多项式的相减函数PolylistPolysub(Polylista,Polylistb) (5)主函数voidmain() 流程图: 源代码: #include #include typedefstructPolynomial{ floatcoef;//系数 intexpn;//指数 structPolynomial*next; }*Polyn,Polynomial; voidInsert(Polynp,Polynh){ if(p->coef==0)free(p);//系数为0的话释放结点 else { Polynq1,q2; q1=h; q2=h->next; while(q2&&p->expn {//查找插入位置 q1=q2; q2=q2->next; } if(q2&&p->expn==q2->expn) {//将指数相同相合并 q2->coef+=p->coef; free(p); if(! q2->coef) {//系数为0的话释放结点 q1->next=q2->next; free(q2); } } else {//指数为新时将结点插入 p->next=q2; q1->next=p; } } } PolynCreatePolyn(Polynhead,intm){//建立一个头指针为head、项数为m的一元多项式 inti; Polynp; p=head=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial)); head->next=NULL; for(i=0;i { p=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial));//建立新结点以接收数据 printf("请输入第%d项的系数与指数: ",i+1); scanf("%f%d",&p->coef,&p->expn); Insert(p,head);//调用Insert函数插入结点 } returnhead; } voidDestroyPolyn(Polynp){//销毁多项式p Polynq1,q2; q1=p->next; q2=q1->next; while(q1->next) { free(q1); q1=q2; q2=q2->next; } } voidPrintPolyn(PolynP){ Polynq=P->next; intflag=1;//项数计数器 if(! q) {//若多项式为空,输出0 putchar('0'); printf("\n"); return; } while(q) { if(q->coef>0&&flag! =1)putchar('+');//系数大于0且不是第一项 if(q->coef! =1&&q->coef! =-1) {//系数非1或-1的普通情况 printf("%g",q->coef); if(q->expn==1)putchar('X'); elseif(q->expn)printf("X^%d",q->expn); } else { if(q->coef==1) { if(! q->expn)putchar('1'); elseif(q->expn==1)putchar('X'); elseprintf("X^%d",q->expn); } if(q->coef==-1) { if(! q->expn)printf("-1"); elseif(q->expn==1)printf("-X"); elseprintf("-X^%d",q->expn); } } q=q->next; flag++; } printf("\n"); } intcompare(Polyna,Polynb){ if(a&&b) { if(! b||a->expn>b->expn)return1; elseif(! a||a->expn elsereturn0; } elseif(! a&&b)return-1;//a多项式已空,但b多项式非空 elsereturn1;//b多项式已空,但a多项式非空 } PolynAddPolyn(Polynpa,Polynpb){//求解并建立多项式a+b,返回其头指针 Polynqa=pa->next; Polynqb=pb->next; Polynheadc,hc,qc; hc=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial));//建立头结点 hc->next=NULL; headc=hc; while(qa||qb) { qc=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial)); switch(compare(qa,qb)){ case1: { qc->coef=qa->coef; qc->expn=qa->expn; qa=qa->next; break; } case0: { qc->coef=qa->coef+qb->coef; qc->expn=qa->expn; qa=qa->next; qb=qb->next; break; } case-1: { qc->coef=qb->coef; qc->expn=qb->expn; qb=qb->next; break; } } if(qc->coef! =0) { qc->next=hc->next; hc->next=qc; hc=qc; } elsefree(qc);//当相加系数为0时,释放该结点 } returnheadc; } PolynSubtractPolyn(Polynpa,Polynpb){//求解并建立多项式a-b,返回其头指针 Polynh=pb; Polynp=pb->next; Polynpd; while(p) {//将pb的系数取反 p->coef*=-1; p=p->next; } pd=AddPolyn(pa,h); for(p=h->next;p;p=p->next)//恢复pb的系数 p->coef*=-1; returnpd; } } PolynMultiplyPolyn(Polynpa,Polynpb){//求解并建立多项式a*b,返回其头指针 Polynhf,pf; Polynqa=pa->next; Polynqb=pb->next; hf=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial));//建立头结点 hf->next=NULL; for(;qa;qa=qa->next) { for(qb=pb->next;qb;qb=qb->next) { pf=(Polyn)malloc(sizeof(structPolynomial)); pf->coef=qa->coef*qb->coef; pf->expn=qa->expn+qb->expn; Insert(pf,hf);//调用Insert函数以合并指数相同的项 } } returnhf; } voidmain() { intm,n,a,x; charflag; Polynpa=0,pb=0,pc; printf("请输入a的项数: "); scanf("%d",&m); pa=CreatePolyn(pa,m);//建立多项式a printf("请输入b的项数: "); scanf("%d",&n); pb=CreatePolyn(pb,n);//建立多项式b //输出菜单 printf("**************************************************\n"); printf("*多项式操作程序*\n"); printf("**\n"); printf("*A: 输出多项式aB: 输出多项式b*\n"); printf("**\n"); printf("*C: 输出a+bD: 输出a-b*\n"); printf("**\n"); printf("*E: 输出a*bF: 退出程序*\n"); printf("**\n"); printf("*************************************************\n"); while(a) { printf("\n请选择操作: "); scanf("%c",&flag); switch(flag) { case'A': case'a': { printf("\n多项式a="); PrintPolyn(pa); break; } case'B': case'b': { printf("\n多项式b="); PrintPolyn(pb); break; } case'C': case'c': { pc=AddPolyn(pa,pb); printf("\na+b="); PrintPolyn(pc); break; } case'D': case'd': { pc=SubtractPolyn(pa,pb); printf("\na-b="); PrintPolyn(pc); break; } case'E': case'e': { pc=MultiplyPolyn(pa,pb); printf("\na*b="); PrintPolyn(pc); break; } case'F': case'f': { printf("\n感谢使用此程序! \n"); DestroyPolyn(pa); DestroyPolyn(pb); a=0; break; } default: printf("\n您的选择错误,请重新选择! \n"); } } } 测试结果 (1)、(2x+5x^8-3.1x^11)+(7-5x^8+11x^9)=(-3.1x^11+11x^9+2x+7) (2)、(2x+5x^8-3.1x^11)-(7-5x^8+11x^9)=-3.1x^11-11x^9+10x^8+12x-7; (3)(2x+5x^8-3.1x^11)*(7-5x^8+11x^9)=34.1x^20+15.5x^19+55x^17-25x^16-21.7x^11+22x^10-10x^9+35x^8+14x 老师提问: 1.如何输入多项式: 指数相同时,系数相加,指数不同时,按大小排列 2.如何令多项式相加: 指数相同时,系数相加,指数不同时,直接输出。 3.程序运行情况: 得出结果,完成要求,运行良好。 三.成绩分析问题 问题描述 录入、保存一个班级学生多门课程的成绩并对成绩进行分析。 需求分析 (1)通过键盘输.入各学生的多门课程的成绩建立相应的文件input.dat。 (2)对文件input.dat中的数据进行处理要求具有如下功能 1)按各门课程成绩排序并生成相应的文件输出。 2)计算每人的平均成绩按平均成绩排序并生成文件。 3)求出各门课程的平均成绩、最高分、最低分、不及格人数、60~69分人数、70~79 分人数、80~89分人数、90分以上人数。 4)根据姓名或学号查询某人的各门课成绩重名情况也能处理。 (3)界面美观。 概要设计 -=ADT= { intright(STD*h,inti); //查看学号i是否存在 voidnewstu(STD*h); //新增一个学生 STD*find(STD*h,charnam); //查找姓名为nam的学生返回该学生上一结点的地址 STD*find(STD*h,charnum); //查找学号为mum的学生返回该学生上一结点的地址 voidshow(STD*p,inti); //输出结点p的信息若i=0只输出姓名和学号i=1输出全部信息 voidshow(STD*h); //按提示输出学生的信息 voidintoscores(STD*h); //按提示录入学生的成绩 voidsort(STD*h,inta,intb); /*对学生信息排序a为0以数学成绩为关键字排序a=1-4为英语成绩、计 算机成绩、总成绩、学号。 b=0为降序b=1为升序*/ voidcjjpx(STD*h); //按提示对学生信息排序 voidtjcj(STD*h); //统计学生成绩 voiddel(STD*h); //按提示删除学生 intinto(STD*h); //从文件中读数据放在头结点为h的链表中 intsave(STD*h); //将头结点为h的链表数据保存在文件中 } [存储结构] structSTD//学生信息链表 { charname[20];//姓名 intnumber;//学号 intscores[4];//各科成绩 structSTD*next;//指向下一结点的指针 }; structSTDD//记录数据 { charname[20];//姓名 intnumber;//学号 intscores[4];//各科分数 }; 流程图: intright(STD*h,STDDstudent); //判断学号student.number是否存在 [详细设计] #include #include #include #include structSTD{//学生成绩链表 charname[20];//学生姓名 intnumber;//学生学号 intscores[4];//学生成绩 structSTD*next;//指向下一学生结点 }; structSTDD//学生结点 { charname[20]; intnumber; intscores[4]; }; intright(STD*h,STDDstudent)//比较学号大小 { STD*p;//定义结点p使之在链表中遍历 p=h->next;//p指向头结点的下一个结点开始遍历 while(p! =NULL)//判断p是否为空 { if(student.number==p->number)//否p不为空再判断学号是否相同 return(0);//若学号相同返回0 p=p->next;//若学号不同p指向下一结点继续比较 return (1);//若学号都没相同的返回1。 } } voidnewstu(STD*h)//注册一个新学生 { STDDstudents;//定义STDD结构体变量students来存储一些数据 inti;//定义整型变量 STD*p,*q;//定义STDD链表结点 p=h;//p指向头结点 while(p->next! =NULL)//找到最后一个结点 { p=p->next; } system("cls&title学生注册"); printf("\n\n\n"); printf("<><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><>\n\n"); printf("<>请输入要注册学生的学号"); scanf("%d",&students.number);//输入注册的学号 while(right(h,students)==0)//判断该学号是否存在若存在就重新输入 { printf("\a\n学号有重复请重新输入按任意键继续"); getch(); system("cls&title学生注册"); printf("\n\n\n"); printf("<><><><><<><><><><><><><><><><><><><><><><><><>\n\n"); printf("<>请输入要注册学生的学号"); scanf("%d",&students.number); } printf("\n<>请输入要注册学生的
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